基于生命周期评价的典型钢铁企业环境影响评估及绿色发展研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjw909
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钢铁行业是我国典型的能源密集型、高污染排放行业。中国的粗钢产量是世界上最大的,2018年达到9.28亿吨,占世界粗钢产量的51%。2015年,钢铁行业约占中国能源消费总量的15%,排放二氧化碳15.33亿吨,占二氧化碳排放总量的15.4%。2018年,我国生产的粗钢有88%是由高炉-转炉(BF-BOF)路线生产。这一生产路线使用大量化石能源和矿产资源,导致了中国钢铁行业的高能耗和温室气体排放。因此,亟需对钢铁企业进行生命周期分析,探索其绿色发展路径。首先,本研究采用GaBi v.8.7软件建立了涵盖BF-BOF和EAF的典型钢铁企业的生命周期清单,对八个影响类别进行了评价,包括人类毒性潜力(HTP)、陆地生态毒性潜力(TETP)、酸化(AP)、光化学臭氧生成潜力(POCP)、全球变暖潜力(GWP)、富营养化潜势(EP)、非生物耗竭潜力(ADP)、累计能源需求(CED)。其次,探讨了钢铁生产过程中的直接/间接排放,并分析了BF-BOF和EAF两条典型路线的环境影响。最后,本研究设置了三个生产情景:情景1(生产现状)、情景2(用木炭替代高炉中的焦炭和无烟煤)、情景3(增加电弧炉(EAF)路线),以期为钢铁企业提供科学参考,探究钢铁行业的绿色发展途径。主要结论如下:(1)高炉单元所占比例几乎在每个环境影响类别中都是最高的,归一化结果也表明高炉的整体影响最大,其中,GWP(40%)对环境的影响最大,其次是ADP(35%)和HTP(17%)。在整个钢铁过程中,HTP类占所研究的七个评估类别的33%,其次是GWP(30%)和ADP(25%);(2)在各工序的直接/间接贡献中,本研究发现炼铁过程中焦炭的使用是造成环境污染的重要原因。对于HTP,间接贡献几乎占了所有的影响贡献,而对于GWP,直接贡献远大于间接贡献。在间接贡献方面,造成全球变暖的两个主要原因是电力和焦炭的消耗。其次,通过BF-BOF与EAF生产路线的环境影响对比,影响评估类别都表明,使用电弧炉在保护环境方面做得更好。对于GWP贡献,EAF路线仅为BF-BOF路线的32%,对于CED的能量数据,EAF是BF-BOF的27%,原因是避免了大量的化石能源的使用。而对HTP和TETP两个指标来说,主要是电炉炼钢消耗大量电力造成的;(3)对情景分析发现,木炭替代化石能源和提高电炉生产比例能大幅度减少环境影响。在情景2中,可以节约108公斤无烟煤/吨钢和58公斤焦炭/吨钢,并且两个能源类影响(ADP和CED)显示出较大的减少,全球变暖潜力减少了454 kg CO2 eq(19%)。对于情景3,除了HTP和TETP,所有环境影响类别都有显著改善,与情景1相比,CED(43%)、ADP(45%)和GWP(40%)可以实现40%以上的减排。最后,各环境影响评价结果的归一化数据表明,情景2和情景3的环境总影响与情景1相比分别减少了14%和25%。
其他文献
背景:据研究报道,外周血中性粒细胞与淋巴细胞计数的比值(Neutrophil to lymphocyte ratio,NLR)在多种实体肿瘤中可作为一项客观指标在生存预测方面具有重要价值。糖链抗原199(Carbohydrate antigen199,CA199)在临床上作为一种肿瘤标志物被广泛应用,研究表明与各种癌症的预后相关。这项研究的目的是探讨术前NLR和CA199对于中晚期胆囊癌(Gall
生物对氧的感受与调控过程非常复杂,应答机制主要涉及基因组、转录组与蛋白质组等,其中蛋白质组及其翻译后修饰组是研究此类问题的重要手段。生物对高海拔低氧适应机制是研究
本文通过借鉴环流反应器中的循环动力方式——推流式及喷流式,对现有的内循环三相流化床装置进行改进,设计出两种不同动力方式的内循环缺氧生物流化床反应器。本文首先通过冷
混凝土已广泛应用于道路、桥梁、水电工程、海港码头等各个领域。然而,混凝土是一种多孔材料,水和腐蚀性介质易于渗入其内部,使其发生腐蚀破坏,从而降低其服役寿命。针对上述
硅橡胶具有耐高低温性、耐候性、电绝缘性和生物惰性等优良性能,被广泛应用于交通运输、电子电气、生物医疗等行业。但硅橡胶易燃,因此需要赋予硅橡胶优异的火安全性能。添加
排序是一类古老而又充满活力的组合优化问题,在其提出之初就出现了工件(或任务)之间不相互独立的概念,其中加工优先序是一种典型的工件不独立情形。本文研究具有加工优先序约
壳寡糖是自然界中唯一带正电荷阳离子的碱性氨基低聚糖,其对调节植物生长、提高抗氧化性有明显作用。为了研究壳寡糖对长春花生物碱积累的影响,本文采用不同浓度、不同分子量壳寡糖处理长春花后,检测长春花中生理特性的变化、叶片中生物碱的含量、抗氧化活性酶的活性以及壳寡糖处理后长春花生物碱合成途径中关键基因相对表达量的影响,并以此评价壳寡糖在长春花生物碱积累中的促进效果。本实验前期研究了不同处理方式对长春花中生
传统超滤(UF)技术存在膜污染和截留能力有限的问题,难以满足新时期污水再生领域的可持续发展需求。本论文以低耗高效的集约型污水再生技术为研究目标,将电辅助抗污染UF技术和电
随着我国航空和舰船事业的不断发展,对高强耐蚀材料的需求不断增加,高强钛合金正是最理想的材料。高强β钛合金具有良好的冷热加工性,经固溶时效处理可获得理想的强塑性匹配,
现阶段90%以上的人工授精采用17℃恒温保存的鲜精,但是17℃条件下猪精液保存时间较短,一般为37天,且易受微生物污染,不利于提高优秀种公猪精液利用率,增加了生猪品种改良成本。4℃低温不仅能有效降低精子生理代谢水平,而且能更长久的维持精液品质,防止微生物污染。然而,目前国内外对猪精液4℃低温保存研究还不深入,在精液低温保存技术方法、稀释保存液有效成分等方面仍需进一步研究与实践。本试验主要针对猪精液